RU2737666C1 - Гибко-плоский электронагреватель - Google Patents

Гибко-плоский электронагреватель Download PDF

Info

Publication number
RU2737666C1
RU2737666C1 RU2020112382A RU2020112382A RU2737666C1 RU 2737666 C1 RU2737666 C1 RU 2737666C1 RU 2020112382 A RU2020112382 A RU 2020112382A RU 2020112382 A RU2020112382 A RU 2020112382A RU 2737666 C1 RU2737666 C1 RU 2737666C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electric heater
flexible
flat electric
covering layer
layer
Prior art date
Application number
RU2020112382A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Владимирович Луконин
Иван Яковлевич Шестаков
Евгений Николаевич Головёнкин
Валерий Филиппович Шевердов
Дмитрий Александрович Писарев
Анатолий Петрович Колесников
Геннадий Валерьевич Дмитриев
Original Assignee
Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва" filed Critical Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority to RU2020112382A priority Critical patent/RU2737666C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2737666C1 publication Critical patent/RU2737666C1/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области космического машиностроения и может быть использовано при изготовлении гибких, плоских, гибко-плоских электронагревателей (ЭН) космических аппаратов (КА). Технический результат - создание ЭН с увеличенным КПД для условий штатной работы в составе КА негерметичного конструктивного исполнения (в условиях открытого космоса, в вакууме). Достигается тем, что в конструкцию ЭН в качестве покрывного слоя устанавливают дополнительный слой материала, непрозрачного для инфракрасного излучения и имеющего малый коэффициент черноты, который отражает тепловое (инфракрасное) излучение ЭН, направленное в верхнюю полусферу, и направляет инфракрасное излучение в нижнюю полусферу. В качестве отражающего слоя можно использовать алюминиевую фольгу или/и полимерные материалы, пленки, стеклоткань с коэффициентом черноты менее 0,6. 6 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к области космического машиностроения и может быть использовано при изготовлении гибких, плоских, гибко-плоских электронагревателей, поддерживающих в работоспособном состоянии (в заданном диапазоне эксплуатационных температур) радиоэлектронную аппаратуру и узлы космического аппарата (КА) при воздействии низких температур космического пространства посредством подогрева радиоэлектронной аппаратуры (узлов) т.е. нагреваемых объектов (НО) до значений эксплуатационных температур включением электронагревателей в течение заданного времени. Изобретение направлено на увеличение коэффициента полезного действия (КПД) и совершенствование конструкции электронагревателей при эксплуатации в условиях вакуума в составе космических аппаратов негерметичного исполнения. Изобретение может быть использовано в других областях техники, где изготавливают и применяют электронагреватели с заданными геометрическими свойствами (размерами), прочностными характеристиками (гибкость, стойкость к механическим и радиационным воздействиям), нормируемой тепловой отдачей, с ограничением теплового потока в одном направлении, увеличенным КПД.
В настоящее время известен гибкий электрообогреватель патент RU C2 2613497, принятый за прототип, содержащий резистивный элемент, расположенный между двумя листами электроизоляционного материала и снабженный токоподводящими проводами, снабженный дополнительным листом электроизоляционного материала, расположенным между двумя указанными листами, при этом резистивный элемент выполнен из металла или сплава и без перегибов закреплен на дополнительном листе, причем листы электроизоляционного материала состоят из одного или нескольких разнородных гибких термостойких радиационностойких высокоэлектроизоляционных материалов с малым газовыделением в вакууме и имеют плоскую или криволинейную форму.
Из теории теплообмена известно три способа передачи тепловой энергии к нагреваемому объекту: кондуктивный, конвективный, излучением. В КА нагреваемыми объектами являются узлы космического аппарата, радиоэлектронная аппаратура и др., расположенные на панелях КА в условиях открытого космоса (космического вакуума). В вакууме передача тепла конвекцией ничтожна. В связи с этим в космическом аппарате негерметичного конструктивного исполнения теплообмен между электронагревателем и нагреваемым объектом возможен двумя способами: кондуктивным, между поверхностью электронагревателя и поверхностью НО, и излучением с поверхности электронагревателя (т.е. во все стороны по отношению к поверхности электронагревателя: в направлении верхней полусферы, в направлении нижней полусферы). Тепловой поток электронагревателя излучением в направлении верхней полусферы снижает КПД электронагревателя т.к. не используется для нагрева узла космического аппарата. Тепловой поток электронагревателя излучением в направлении нижней полусферы повышает КПД электронагревателя, т.к. используется для нагрева НО. Таким образом, известная конструкция электрообогревателя RU 2613497, установленного на НО в космическом аппарате негерметичного исполнения имеет существенный недостаток в виде наличия паразитного излучения в верхнюю полусферу за счет излучения с поверхности электронагревателя, не неиспользуемого для нагрева НО и снижающего КПД электронагревателя.
В космических аппаратах (в зависимости от конструктивного исполнения) используется от нескольких десятков до нескольких сотен электронагревателей, что составляет величину в несколько десятков процентов от общего количества потребляемой электроэнергии в системе электропитания, увеличение КПД одного электронагревателя ведет к существенному сокращению электроэнергии, потребляемой от системы электропитания космического аппарата всех электронагревателей, что позволит уменьшить мощность системы электропитания, используемую на нагрев КА, т.е. массу, или увеличить полезную нагрузку космического аппарата.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является совершенствование конструкции электронагревателя (ЭН) с увеличением КПД для условий штатной работы в составе КА негерметичного конструктивного исполнения (в условиях открытого космоса, в вакууме).
Задача решается за счет того, что в гибко-плоский электронагреватель, содержащий резистивный элемент, расположенный между двумя листами электроизоляционного материала и снабженный токоподводящими проводами, на сторону ЭН, противоположную нагреваемому объекту устанавливают дополнительный покрывной слой отражающего материала непрозрачного для инфракрасного излучения и имеющего малый коэффициент черноты. Слой экранирует инфракрасное излучение электронагревателя в верхнюю полусферу, и направляет инфракрасное излучение в нижнюю полусферу. В качестве материала можно использовать алюминиевую фольгу, или полимерные материалы, пленки, с коэффициентом черноты менее 0,6.
В качестве примера ниже приведен способ изготовления гибко-плоского электронагревателя с применением конкретных параметров, заключающийся в последовательном выполнении следующих технологических операций:
1. Нарезают заготовку из гибкой стеклоткани без пропитки; нарезают заготовки из гибкой стеклоткани, пропитанной олигомерным материалом, содержащим эпоксидные группы, отвержденной до стадии В; нарезают заготовку резистивного слоя; нарезают заготовку отражающего слоя из фольги; нарезают заготовки гибких токовыводов из проводов;
2. Собирают основание, в котором проводят укладку заготовки из гибкой стеклоткани без пропитки на нижнюю плиту приспособления для прессования; укладку заготовки гибкой стеклоткани, пропитанной олигомерным материалом, содержащим эпоксидные группы, отвержденной до стадии В; укладку проводящего слоя из фольги; выполняют соединение верхней и нижней плиты приспособления для прессования;
3. Проводят первое прессование основания в соответствии с допустимыми согласно техническим условиям для используемых стеклотканей и фольги давлением, температурой и длительностью;
4. Вынимают основание из приспособления для прессования;
5. Обрезают облой по периметру основания;
6. Для изготовления гибко-плоского электронагревателя берут основание, прошедшее стадию первого прессования. Выполняют фотошаблон рисунка резистивного слоя; наносят фоторезист на фольгу; экспонируют фоторезист; проявляют фоторезист; вытравливают рисунок резистивного слоя в травильном растворе; промывают основание с удалением остатков травильного раствора и фоторезиста;
7. Проводят предварительные электрические испытания;
8. Проводят пайку гибких токовыводов к резистивному слою подготовленного основания;
9. Проводят второе прессование основания с токовыводами, прошедшего стадию первого прессования, с заготовкой из гибкой стеклоткани, пропитанной олигомерным материалом, содержащим эпоксидные группы, отвержденной до стадии В, с заготовкой из отражающего слоя из фольги в соответствии с допустимыми согласно техническим условиям для используемых материалов давлением, температурой и длительностью;
10. Проводят окончательные электрические и термовакуумные испытания.
В основе новой конструкции лежит гибкая стеклоткань без пропитки, гибкая стеклоткань, пропитанная олигомерным материалом, содержащим эпоксидные группы, отвержденная до стадии В (композиционная полимерная пленка со слоями из термореактивного и/или термопластичного полимеров), проводящий слой в виде рисунка из материала с высоким сопротивлением, и экранирующий слой из отражающей фольги (композиционная полимерная пленка со слоями из термореактивного и/или термопластичного полимеров с отражающим слоем), токовыводы из гибкого провода. Принципиально новым в конструкции электронагревателя является то, что применен отражающий слой, экранирующий тепловое (инфракрасное) излучение в верхнюю полусферу и направляющий его в нижнюю полусферу что увеличивает коэффициент полезного действия электронагревателя. Дополнительные электрические и термовакуумные испытания гарантируют работоспособность в течение заданного времени.
Таким образом, технический результат достигается за счет применения в конструкции ЭН покрывного отражающего слоя из фольги, экранирующей тепловое (инфракрасное) излучение в верхнюю полусферу и направляющий это излучение в нижнюю полусферу, что позволяет повысить эффективность работы (коэффициент полезного действия) электронагревателя в условиях космоса (в космических аппаратах негерметичного исполнения).

Claims (7)

1. Гибко-плоский электронагреватель, содержащий резистивный элемент, расположенный между двумя листами электроизоляционного материала и снабженный токоподводящими проводами, а также дополнительным листом электроизоляционного материала, расположенного между двумя указанными листами, с резистивным элементом, выполненным из металла или сплава и без перегибов, который закреплен на дополнительном листе, причем листы электроизоляционного материала состоят из одного или нескольких разнородных гибких термостойких радиационно-стойких высокоэлектроизоляционных материалов с малым газовыделением в вакууме и имеющих плоскую или криволинейную форму, отличающийся тем, что на сторону электронагревателя, противоположную нагреваемому объекту, устанавливают дополнительный покрывной слой отражающего материала, непрозрачного для инфракрасного излучения и имеющего малый коэффициент черноты, который экранирует инфракрасное излучение электронагревателя в верхнюю полусферу и направляет инфракрасное излучение в нижнюю полусферу.
2. Гибко-плоский электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве покрывного слоя используют алюминиевую фольгу.
3. Гибко-плоский электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве покрывного слоя используют композиционную полимерную пленку со слоями из термореактивного и/или термопластичного полимеров с отражающим слоем.
4. Гибко-плоский электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве покрывного слоя используют стеклоткань, пропитанную олигомерным материалом, содержащим эпоксидные группы, отвержденную до стадии В с отражающим слоем.
5. Гибко-плоский электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве покрывного слоя используют стеклоткань, пропитанную олигомерным материалом с отражающим слоем.
6. Гибко-плоский электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве покрывного слоя используют полимерный материал с отражающим слоем.
7. Гибко-плоский электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве покрывного слоя используют полимерную пленку со слоями из термореактивного и/или термопластичного полимеров с отражающим слоем.
RU2020112382A 2020-03-26 2020-03-26 Гибко-плоский электронагреватель RU2737666C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112382A RU2737666C1 (ru) 2020-03-26 2020-03-26 Гибко-плоский электронагреватель

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112382A RU2737666C1 (ru) 2020-03-26 2020-03-26 Гибко-плоский электронагреватель

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2737666C1 true RU2737666C1 (ru) 2020-12-02

Family

ID=73792518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020112382A RU2737666C1 (ru) 2020-03-26 2020-03-26 Гибко-плоский электронагреватель

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2737666C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2762623C1 (ru) * 2021-06-15 2021-12-21 Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» Радиационный гибко-плоский электронагреватель

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104981037A (zh) * 2014-07-11 2015-10-14 河北圣佳电子科技有限公司 一种防辐射碳纤维发热电缆
RU2597836C2 (ru) * 2014-07-24 2016-09-20 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Способ изготовления гибкого электрообогревателя
CN106102193A (zh) * 2016-07-19 2016-11-09 盐城市新星科技有限公司 一种纳米红外电热圈
RU2613497C2 (ru) * 2014-07-24 2017-03-16 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы имени академика М.Ф. Решетнёва" Гибкий электрообогреватель
RU2710029C2 (ru) * 2018-11-15 2019-12-24 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Способ изготовления гибко-плоского электронагревателя

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104981037A (zh) * 2014-07-11 2015-10-14 河北圣佳电子科技有限公司 一种防辐射碳纤维发热电缆
RU2597836C2 (ru) * 2014-07-24 2016-09-20 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Способ изготовления гибкого электрообогревателя
RU2613497C2 (ru) * 2014-07-24 2017-03-16 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы имени академика М.Ф. Решетнёва" Гибкий электрообогреватель
CN106102193A (zh) * 2016-07-19 2016-11-09 盐城市新星科技有限公司 一种纳米红外电热圈
RU2710029C2 (ru) * 2018-11-15 2019-12-24 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Способ изготовления гибко-плоского электронагревателя

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2762623C1 (ru) * 2021-06-15 2021-12-21 Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» Радиационный гибко-плоский электронагреватель

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6773779B2 (ja) ポリマー導体シート、太陽電池、およびその製造方法
CN101346825B (zh) 光伏模块以及制造该光伏模块的互连方法
JP5279813B2 (ja) 太陽電池モジュールおよびその製造方法
WO2015133633A1 (ja) 太陽電池モジュール用封止シートおよび太陽電池モジュール
CN112789735B (zh) 生产在两个方向上弯曲的太阳能面板的方法
RU2737666C1 (ru) Гибко-плоский электронагреватель
JP6532046B2 (ja) 太陽電池モジュール
KR101832193B1 (ko) 용접예열히터
KR101182879B1 (ko) 태양전지 리본 솔더링 장치 및 방법
RU2597836C2 (ru) Способ изготовления гибкого электрообогревателя
CN209982754U (zh) 电热薄膜组件及电取暖装置
US10074765B2 (en) Systems, method and apparatus for curing conductive paste
RU2602799C2 (ru) Способ изготовления гибко-плоского электронагревателя
CN105308735A (zh) 低放射率静电卡盘
RU2710029C2 (ru) Способ изготовления гибко-плоского электронагревателя
CN106793196B (zh) 一种高吸收率薄膜型电加热片
CN116885021A (zh) Ibc太阳能电池的电极结构及制作方法
KR102014114B1 (ko) 다수의 평면 구역에 적합한 평판형 히터 장치
JP2014192481A (ja) 太陽電池用金属箔積層体、太陽電池モジュール、および太陽電池用金属箔積層体の製造方法
RU2762623C1 (ru) Радиационный гибко-плоский электронагреватель
JP3172112B2 (ja) 積層体の製造方法及び製造装置
JP5618274B2 (ja) 太陽電池モジュールの製造方法
KR102274247B1 (ko) 발열체 및 이를 포함하는 히터유닛
WO2024037636A1 (zh) 封装层压装置、设备及工艺方法
RU2483494C2 (ru) Электроконвектор и способ изготовления резистивного нагревательного элемента для него